STC89C51帶整點報時與鬧鐘功能的數字鐘設計

本設計是以 STC89C51 單片機為核心器件，應用 ISD1420，74HC573 等器件，實現命題要求。經過測試，該數字鐘達到所有命題 所要求的技術指標。在此基礎之上，本設計添加了語音模塊，使設計更為人性化。

Ⅰ、設計任務與要求
?本任務為：數字鐘。設計任務具體內容如下： 1.1? 基本設計任務
?依據命題題意，本設計采用 89C51 進行 24 小時計時并顯示。要求其顯示時 間范圍是 00：00：00~23：59：59，具備有時分秒校準功能。數字鐘上面要帶有 鬧鐘，鬧鐘與時鐘之間能隨時切換，鬧鐘具備時分秒設置功能。 1.2? 控制設計任務
?由于本設計采用手動校準時鐘與手動設置鬧鐘方案，所以要求用較少的按鍵 來達到切換鬧鐘與時鐘、時鐘時分秒校準、鬧鐘時分秒設置等功能。 1.3? 軟件設計任務
?數字鐘的所有計時都要由軟件控制實現。用軟件對幾個按鍵所得信號進行相 應改變，以控制時鐘與鬧鐘的顯示。通過軟件對鬧鐘與時鐘進行比較，當時鐘所 顯示時間與鬧鐘一樣時，要啟動報時模塊。

Ⅱ、方案設計與論證
2.1? 顯示選擇方案
1. 液晶顯示方案：液晶顯示范圍廣，能顯示的東西多，顯示效果明顯，但是價
?格昂貴，程序比較復雜，需要占用較多的系統資源。
2. 數碼靜態顯示：控制方式相當簡單，價格比較便宜，但需占用較多 I/O 口，
?硬件連接復雜，顯示效果一般。
3. 簡單數碼動態顯示：控制方式相對簡單，價格比較便宜，且占用 I/O 口較少，
?硬件連接簡單，但顯示效果一般。
4. 帶譯碼器數碼動態顯示：控制方式相對簡單，占用 I/O 口最少，硬件連接簡
?單，但顯示效果一般，需要較多外圍芯片，價格比較昂貴。 經過反復比較，在四種方案中選取了第 3 種——簡單數碼動態顯示方案，此方案成本低，功能已經足夠滿足數字鐘的需要，而且硬件軟件均比較簡單。 2.2? 控制選擇方案

1. 直接加減：使用 7 按鍵，1 按鍵切換鬧鐘，6 按鍵對時分秒分別加減，控制方
?式相當簡單，但需要較多按鍵與 I/O 口，功能一般，成本較高。 2. 矩陣鍵盤：使用 16 按鍵對時分秒直接設置，能最為靈活的對數字鐘進行設置，
?功能強大，但控制方式相對困難，成本較高，需要較多按鍵與 I/O 口。 3. 換位加減：使用 4 按鍵，1 鍵切換鬧鐘，1 鍵換位，另兩鍵加減，控制方式相
?對簡單，占用 I/O 口少，成本低廉，但功能一般。
?經過反復比較，在 3 種方案中選取了第 3 種——換位加減，此方案成本低， 功能已經足夠滿足數字鐘的需要，而且硬件軟件均比較簡單。 2.3? 語音芯片方案
?在眾多的語音芯片中，我們選取了 ISD1420 這款語音芯片，因為這款芯片價 格相對較低，電路連接簡單，控制程序亦簡單，能夠錄制 160 段共 20 秒的分段 語音，播放時可以隨便組合使用，在功能上已經足夠滿足整點報時與鬧鐘的需求。
?
Ⅲ、總體設計
?經過對各個方案分析比較，最終確定總方案如圖 3-1 所示。該系統所有模塊 都由主單片機控制。其中，設計各個模塊，包括單片機、顯示模塊、電機驅動、 光電探測由四節 AA 電池供電。電機驅動采用 L298 驅動芯片控制。用光電傳感器 對邊線的探測來控制距離。通過單片機的機器周期計算時間計數周期，以達到計 時目的。